О.Е.Молчанов, М.И.Карелин, Г.М.Жаринов Центральный научноисследовательский рентгенорадиологический институт МЗ РФ, Санкт Петербург Современные тенденции применения препаратов рекомбинантного интерлейкина 2 в онкологии
О.Е.Молчанов, М.И.Карелин, Г.М.Жаринов Центральный научноисследовательский рентгенорадиологический институт МЗ РФ, Санкт Петербург Современные тенденции применения препаратов рекомбинантного интерлейкина 2 в онкологии
Интерлейкин 2 (IL-2) обладает рядом свойств, делающих его важным противоопухолевым агентом. В настоящее время разработано и внедрено в клиническую практику несколько препаратоврекомбинантного IL-2, созданных с использованием E. coli (Пролейкин, Тецелейкин, Биолейкин)и дрожжей Saccharomyces cerevisiae (Ронколейкин, Альбулейкин). Существуют различные методы применения рекомбинантного IL-2, среди которых наиболее эффективными являются иммунохимиотерапия и комбинация со специфической иммунотерапией. Наибольший опыт применения рекомбинантного IL-2 накоплен при лечении диссеминированных форм почечноклеточногорака и меланомы. Разрабатываются схемы лечения лимфопролиферативных заболеваний, мочевого пузыря, рака шейки матки, колоректального рака. Наиболее перспективными направлениями развития лечебных режимов с использованием рекомбинантного IL-2 являются поиск новых химиопрепаратов, имеющих потенциирующее действие в отношении IL-2, а также введение IL-2 с учетом биологических ритмов.
Возможность воздействия на иммунную систему организма с целью борьбы с опухолью занимала мысли ученых еще в XIX веке. Поначалу центральная роль в противоопухолевой защите, как ив иммунной системе в целом, отводилась фагоцитам. И.И. Мечников показал, что в ходе эволюции фагоцитоз стал использоваться специализированными клетками для осуществления защитных функций. Клетки, открытые им, впоследствии названные макрофагами, долгое время рассматривались как основной эффектор в борьбе со злокачественной клеткой. Однако впоследствии были открыты другие клетки, принимающие участие в этом процессе. В 70 е годы ХХ века Ф. Бернетом была предложена концепция иммунологического надзора, основанная на клональноселекционной теории, согласно которой злокачественная опухоль — источник чужеродной генетической информации, являющийся объектом защитной реакции со стороны иммунной системы. Фактически общие принципы противоопухолевого иммунитета были созданы на основе достижений инфекционной и трансплантационной иммунологии. Согласно этим принципам опухолевая регрессия была признаком адекватного иммунного ответа, а прогрессия — признаком иммунодефицита. На основе этих принципов было создано множество лечебных схем, однако они были мало эффективны. Кроме того, при исследовании показателей иммунного статуса у онкологических больных выяснилось, что в кровотоке существенные отклонения от нормы не выявляются. Дальнейшие исследования показали, что иммунная система не только не отторгает растущую опухоль, но и активно помогает опухолевой прогрессии. Эта концепция привела к необходимости пересмотра принципов иммунотерапии злокачественных опухолей и создания новых, более эффективных иммунотерапевтических комбинаций. Вскоре после открытия интерлейкина 2 (IL-2)была выявлена его противоопухолевая активность, что послужило толчком к развитию иммунотерапии злокачественных опухолей как самостоятельного метода лечения. В первые годы рекомбинантный IL-2 использовался либо в моноварианте, либо в комбинации с клеточными метода ми иммунотерапии. Однако эти схемы оказались не очень эффективными, что, с одной стороны,стимулировало изучение тонких механизмов взаимодействия опухоли и иммунной системы, а сдругой — поиск более эффективных комбинаций IL-2 с другими иммуномодуляторами или химиопрепаратами. Последние десятилетия характеризуются интенсивным изучением молекулярных механизмов взаимодействия опухоли и клеток иммунной системы, что позволяет глубже понять процессы, происходящие в организме при введении иммунопрепаратов.
Влияние опухоли на функциональную активность иммунокомпетентных клеток
Выявлено несколько принципиальных механизмов, препятствующих формированию адекватного иммунного ответа на опухоль: иммунологическая толерантность, отсутствие протективных антигенов, опухоль индуцированная периферическая селекция Т лимфоцитов и нарушение функции иммунокомпетентных клеток в опухолевом очаге, а также изменение спектра цитокинов,синтезируемых лимфоцитами, инфильтрирующими опухоль [2, 4, 10].Накапливается все больше фактов, свидетельствующих о том, что иммунная система не только не способна полноценно подавлять опухолевый рост, но, в ряде случаев, стимулирует опухолевую прогрессию [10]. Опухолевая ткань, особенно на ранних этапах развития, не является для организма чужеродной и в большинстве случаев не содержит антигенов, которые существенно отличали бы ее от нормальных тканей. Тем не менее, поиск таких антигенов продолжается с целью создания эффективных противоопухолевых вакцин.
Выделяют четыре группы опухолевых антигенов, различающихся по своему происхождению:
1) вирусспецифические антигены вирусов человека, вызывающих злокачественную трансформацию опухолевых клеток, таких, как EBV1, HTLVI, HBV,HCV, HSV;
2) специфические опухолевые антигены, синтезирующиеся преимущественно в опухолевой ткани и редко экспрессирующиеся в нормальных тканях, за исключением герминогеных:MAGE2, BAGE, GAGE, RAGE, LAGE;
3) неоантигены, появляющиеся в результате соматическихмутаций: FLICE3, CDK4;
4) клеточные белки, контролирующие пролиферацию опухолевых клеток: тело мераза [4].
Лишь антигены второй и третей групп являются специфичными для конкретных опухолей. Антигены третьей группы встречаются крайне редко и не представляют практического интереса с точки зрения создания вакцин, а абсолютное число антигенов второй группы принадлежит одной опухоли — меланоме,и вакцины, направленные против этих антигенов,в моноварианте пока не проявляют существенной противоопухолевой активности [35].При проведении иммунотерапии в любом варианте происходит преодоление толерантности иммунной системы к опухолевой ткани. Введение вакцин, направленных против собственных антигенов,или иммунопрепаратов в концентрациях, существенно превышающих физиологические, вызывает аутоиммунный процесс, который затрагивает как клетки опухоли, так и нормальные ткани, экспрессирующие аналогичные антигены [19].Иммунный ответ при развитии опухоли нарушается как на этапе презентации антигена, так и на этапе реализации эффекторной функции. Первыми клетками, которые подвергаются атаке состороны опухоли, являются дендритные [1]. Дендритные клетки — это высоко специализированная субпопуляция клеток, основной функцией которых является поглощение, процессинг и презентация антигенов эффекторным клеткам в составе молекул главного комплекса гистосовместимости в комбинации с костимулирующими молекулами. Определенную роль дендритные клетки играют также в индукции и поддержании толерантности к собственным антигенам. В норме для адекватного иммунного ответа необходимо контактное и дистантное взаимодействие дендритной клетки иТ хелпера. Контактное взаимодействие осуществляется группой молекул на поверхности клеток. Вчастности, происходит последовательное взаимодействие 4 CD2, MHC II в комплексе с антигеном,CD40, ICAM 1, CD80/86 на поверхности антигенпрезентирующей клетки с соответствующими иммолекулами на поверхности Т хелпера: CD58,TCR5, CD154, CD11a/CD18, CD28, CD152. Передача сигнала внутрь клетки осуществляется группой вторичных мессенджеров, среди которых наиболее изучены система инозитол 3 фосфата, кальмодулин кальциевая система, а также группа киназ, связанных с Т клеточным рецептором. При онкологических заболеваниях можно выявить нарушения практически на всех описанных выше этапах передачи сигнала. И особенно это касается клеток, которые инфильтрируют опухоль. В частности, обнаружено снижение уровня экспрессии MHC I и II, CD80, CD86, CD154 на поверхности антигенпрезентирующих клеток из опухоли, а также снижение уровня экспрессии цепи TCR5 Т хелперов. Кроме лимфоцитов, нарушение экспрессии и состава интегринов выявляются также на опухолевых клетках, что может способствовать уменьшению силы взаимодействия клеток между собой, а также неоангиогенезу [2, 12]. На поверхности опухолевых клеток также нарушен синтез селектинов (CD44, ELAM1), что коррелирует с плохим прогнозом заболевания [2, 10]. Одним из основных факторов, подавляющих функции лимфоцитов, находящихся в микроокружении опухоли, являются ганглиозиды (GD1a, GD2, GD3, GM1, GM2), экспрессирующиеся на поверхности опухолевых клеток и слущивающиеся в межклеточное простран
Показатели функционирования лимфоцитов у онкологических больных
ство. Эти ганглиозиды обладают способностью подавлять функции TIL-7, вмешиваясь в процессы трансдукции сигнала внутрь клетки [20]. Нарушения эффекторной функции лимфоцитов проявляются в виде снижения уровня экспрессии гранзима В8 и киназ p59fyn и ZAP 70, находящихся в комплексе с TCR. Среди интегральных показателей функционирования иммунной системы наиболее значимы: снижение пролиферативного индекса,экспрессии ?? и ??субъединиц рецептора интерлейкина 2, степень фосфорилирования белка, кодируемого геном Rb (таблица) [10]. Все эти изменения характерны как для периферических лимфоцитов, так и для клеток, инфильтрирующих опухоль, однако выражены они в разной степени. Уровень экспрессии рецептора IL-2, цепи TCR, CD54, а также некоторых других показателей составляет примерно 80 % (от уровня этих показателей у здоровых людей) для периферических лимфоцитов и 30 % для лимфоцитов, инфильтрирующих опухоль, что лишний раз подтверждает тот факт, что данные изменения носят вторичный характер по отношению к опухоли [17]. В последнее время активно обсуждается концепция, согласно которой в процессе возникновения и развития опухоли происходит нарушение баланса между секрецией«проопухолевых» — (IL-6, кислотолабильная фракция IFN?/?), «противоопухолевых» — (IL-2,кислотостабильная фракция IFN?/?, TNF?), а так же регуляторных (IFN?) цитокинов. Хорошо известно, что у онкологических больных нарушается функция клеточного звена иммунной системы, в то время как гуморальное звено функционирует нормально, то есть активность Th1 подавлена, а активность Th2 сохранена. На ранних стадиях заболевания основную роль в противоопухолевой защите играют цитотоксические лимфоциты (CTL, CD8). Однако такая ситуация сохраняется лишь до тех пор, пока на поверхности опухолевой клетки в достаточном количестве экспрессируются молекулы главного комплекса гистосовместимости первого класса (МНС I). По мере прогрессирования процесса снижается интенсивность экспрессии этих молекул, вплоть до полной их потери, и тогда основную роль в защите начинают играть натуральные киллеры (NK, CD16), которые осуществляют антигеннезависимый лизис клеток[10, 17]. Основная роль в реализации противоопухолевого потенциала иммунной системы принадлежит, повидимому, TIL-лимфоцитам, инфильтрирующим опухоль. В настоящее время их роль интенсивно изучается при раке почки, колоректальном раке, меланоме, раке яичника. Свойства TIL- и их взаимодействие с опухолевыми клетками во многом определяют прогноз заболевания. TIL-включают в себя лимфоциты разных субпопуляций. При прогрессировании заболевания число их резко снижается [22]. В метастатических узлах степень инфильтрации TIL- значительно меньше, чем в первичной опухоли, причем среди TIL- практически не обнаруживаются Th1 [22]. Факторы, выделяемые опухолью, такие, как TGF? и IL-10,способствуют сдвигу в сторону резкого преобладания Th2, что приводит к снижению способности Т клеток генерировать реакции ГЗТ [2]. Преобладание Th2 в составе TIL- и в периферической крови онкологических больных способствует увеличению концентрации противоопухолевых антител, которые не обладают протективными свойствами, так как на поверхности опухолевых клеток есть факторы, препятствующие образованию мембрано атакующего комплекса комплемента, а, наоборот, экранируют опухолевые клетки от действия факторов клеточного иммунитета [10].Под действием клеток опухоли функция TIL-настолько изменится, что вместо протективной функции они начнут способствовать опухолевой прогрессии. Известно, что TIL-, выделенные из опухоли, имеют другое соотношение синтезируемых цитокинов, чем TIL-, культивированные in vitro [10,17]. В частности, наблюдается повышенная экспрессия IL-6, являющегося фактором роста для некоторых опухолей, TGF?, IL-10 [17]. В ряде случаев эти клетки начинают секретироватьVEGF, EGF9 и IL-8, обладающие ангиогенными свойствами и способствующие таким образом опухолевой прогрессии [2]. Интегральная схема взаимодействия опухоли и TIL- изображена на рис. 1. Механизмы действия IL-,2. Варианты иммунотерапии Цитокинотерапия исторически была первым методом иммунотерапии, который применялся самостоятельно для лечения онкологических заболеваний. Изначально предполагалось, что ключевым моментом цитокинотерапии являлся иммуномодулирующий эффект препаратов, однако дальнейшие исследования в области онкоиммунологии позволили прояснить некоторые тонкие механизмы взаимодействия опухолевой клетки и иммунопрепарата. Выяснилось, что это взаимодействие не укладывается лишь в иммунологические рамки, а затрагивает также процессы пролиферации, дифференцировки опухолевых клеток и ангиогенеза [12, 20]. Схематически воздействие цитокинов на опухоль отображено на рис. 2. В настоящее время IL-2 является одним из основных препаратов, включенных в современные схемы лечения иммуногенных опухолей, таких, как меланома, почечно клеточный рак, рак мочевого пузыря, некоторые виды опухолей головного мозга. Активно исследуется возможность применения иммунотерапии при лечении лимфопролиферативных заболеваний и миеломной болезни. Использование препаратов IL-2 при онкологических заболеваниях базируется прежде всего натом, что это основной цитокин, запускающий иммунный ответ и активирующий факторы, участвующие в противоопухолевой защите.IL-2 обладает рядом свойств, которые позволяют использовать его как противоопухолевыйагент [6]. Основными из них являются следующие: активация клональной пролиферации Т лимфоцитов, позволяющая мобилизовать цитотоксические лимфоциты или натуральные киллеры на борьбу с опухолью; стимуляция дифференцировки CTL (цитотоксических Т лимфоцитов);уменьшение уровня спонтанного апоптоза CD4 лимфоцитов;• индукция экспрессии рецепторов IL-2; коррекция субпопуляционого баланса Th1 иTh2 в сторону преобладания Th1;увеличение продукции эндогенных интерферонов, позволяющее вызывать прямой апоптоз опухолевых клеток;повышение экспрессии MHC I и II классов, увеличивающее вероятность распознавания опухолевой клетки как чужеродной;• подавление экспрессии ростовых факторов опухоли.
Рис. 1. Интегральная схема взаимодействия опухоли и TIL-.
Таким образом, IL-2 может воздействовать на опухолевые клетки опосредованно через системуцитотоксических лимфоцитов, натуральных киллеров и синтез эндогенных интерферонов и непосредственно вмешиваясь в процессы пролиферациии дифференцировки опухолевых клеток [7, 36].Особенности фармакокинетики препаратов рекомбинантного IL-2 позволяют вводить их в организм человека различными способами. Первые исследования, проведенные в 1986–1987 гг. С. Розенбергом и сотрудниками, показали возможность достижения объективно регистрируемого эффекта при метастазах почечно клеточного рака и меланомы. Препарат вводился внутривенно капельно в дозе 100 000 МЕ/кг каждые 8 ч в течение 5 сут. Затем начиналось введение LAK — лимфокинактивированных киллеров. В настоящее время разработан ряд методов введения препарата, включающий различные способы введения и комбинации сдругими противоопухолевыми агентами.
Наиболее известными, широко апробированными методами применения рекомбинантного IL-2являются следующие:
1. Монотерапия рекомбинантным IL-2.
2. Комбинация рекомбинантного IL-2 с клеточными методами иммунотерапии.
3. Иммунохимиотерапия.
4. Иммунотерапия рекомбинантными вакцинами с использованием рекомбинантного IL-2 в качестве адъюванта.
5. Комбинация рекомбинантного IL-2 с противоопухолевыми моноклональными антителами.
6. Локорегионарная иммунотерапия.
7. Адъювантная и неоадъювантная иммунотерапия с использованием рекомбинантного IL-2.
8. Цитокиновая генотерапия.Монотерапия рекомбинантным IL-2 — официально признанный метод лечения метастатического почечноклеточного рака и меланомы.
При этом используются дозировки от 2,2 ? 106 МЕ/м2 до2,7 ? 106 МЕ/м2, которые вводятся внутривенно капельно каждые 8 ч в течение 5 сут. или 9 ? 106МЕ/м2 внутривенно капельно в течение 96 ч. Эффективность данного метода лечения диссеминированных форм находится в пределах 10–15 % [17, 37]. Другие варианты применения IL-2 находятся в стадии разработки,но, по данным многочисленных пилотных исследований, они более эффективны,чем монотерапия.
Рис. 2. Механизмы цитокинотерапии, реализуемые при лечении больных с солидными опухолями.
Часто в клинических исследованиях используют совместное введение рекомбинантного IL-2 и эффекторных клеток — LAK и TIL- [3, 29]. LAK терапия — метод иммунотерапии, основанный на использовании полученных от больного лимфокин активированных киллеров — лимфоцитов, большая часть из которых представлена натуральными киллерами, культивированными в присутствии IL-2. Чаще сего используется в комбинации с IL-2 для локорегионарного введения при метастазах в плевру и брюшину [3, 38]. TIL-терапия — метод иммунотерапии, основанный на использовании полученных от больного лимфоцитов, которые инфильтрируют опухоль и содержат в своём составе разные субпопуляции клеток [38].Иммунотерапия с использованием дендритных клеток и сенсибилизированных лимфоцитов —методы, находящиеся в стадии изучения [3]. Пока еще очень мало данных по комбинированному применению этих методов с рекомбинантным IL-2,однако эта комбинация представляется перспективной для исследования в будущем. Иммунохимиотерапия — наиболее интенсивно развивающийся метод цитокинотерапии. При лечении онкологических заболеваний антипролиферативные и цитотоксические агенты чаще всего используются в максимально переносимых дозах с целью эрадикации как можно большего количества опухолевых клеток. Активно исследуется влияние субпороговых доз химиопрепаратов на процессы ангиогенеза и модификации иммунного ответа. Экспериментами, проведенными на животных, доказано отрицательное влияние на процессы ангиогенеза адриамицина и циклофосфамида [16]. В качестве модификаторов иммунного ответа известно значительно большее число химиопрепаратов. Наиболее известны из них: циклофосфамид, меркаптопурин, метотрексат, 5 фторурацил, винбластин, винкристин, доксорубицин,блеомицин, митомицин С, цисплатин и нитрозомочевина. В последнее время также широко изучается способность препаратов из относительно новой групы таксанов активировать макрофаги идендритные клетки [30]. Установлено, что препараты с иммуномодулирующим эффектом усиливают цитотоксическую активность CD8 клеток,макрофагов, натуральных киллеров, а также увеличивают продукцию ими IL-1, простагландина PGE2, TNF? [30]. TNF?, как известно, является аутокринным регулятором функций макрофагов. Под действием модификаторов биологического ответа его концентрация резко повышается, что сопровождается усилением экспрессии генов других цитокинов, таких, как IL-1, IL-12. Некоторые химиопрепараты, например доксорубицин, способствуют также усилению экспрессии IL-2 [39].В деталях механизм действия препаратов с иммуномодулирующим действием до конца не ясен, однако совершенно очевидно, что на клеточном уровне основные эффекты проявляются в виде активации макрофагов и усиления цитотоксической активности CD8 лимфоцитов.
Введение химиопрепарата до применения рекомбинантного IL-2может способствовать:
1) «подготовке» иммуннойсистемы к последующей иммунотерапии, если химиопрепарат обладает иммуномодулирующими свойствами;
2) уменьшению объема опухолевой ткани, что облегчает дальнейшее проведение иммунотерапии.
С другой стороны, введение IL-2 до применения химиотерапии имеет следующие преимущества:
1) можно избежать даже малейшего иммуносупрессивного влияния химиопрепарата;
2) IL-2 увеличивает проницаемость капилляров, тем самым улучшая доступ химиопрепарата к опухоли; 3) по некоторым данным, IL-2 снижает уровень экспрессии гена множественной лекарственной устойчивости (MDR), что предотвращает быстрое наступление химиорезистентности [21].Исследование иммуномодулирующих свойств химиопрепаратов важно с точки зрения практического применения. Известно, что при проведении иммунотерапии опухолей в сочетании с малыми дозами химиопрепаратов, мало чувствительных к химиотерапии и иммунотерапии, восстанавливалась чувствительность к этому химиопрепарату. Четко прослеживается иммуномодулирующий эффект химиопрепаратов при проведении химиоиммунотерапии, когда сочетаются IL-2, интерферон альфа и 5 фторурацилл [15]. Связано это, по видимому, с тем, что в присутствии иммунопрепаратов увеличивается синтез 5 фтордезоксиуридинмонофосфата, активного метаболита 5 фторурацила. Аналогичными свойствами, только в значительно меньшей степени, обладает также доксорубицин [9]. У других вышеперечисленных препаратов потенциирующего действия в отношении IL-2 и интерферона не отмечалось. Их иммуномодулирующий эффект, по видимому, реализуется через другие механизмы. В последние годы обсуждаются преимущества совместного применения рекомбинантного IL-2 спептидными вакцинами при лечении солидных опухолей и моноклональными антителами в онкогематологии [35]. Совместное применение рекомбинантного IL-2 и противоопухолевых вакцин может повысить эффективность применения последних в 2–5 раз. Связано это с тем, что активная иммунотерапия не может самостоятельно дать существенный эффект вследствие локальной и системной иммунодепрессии в организме больного опухоленосителя. Локорегионарная иммунотерапия имеет ряд преимуществ перед системным введением препарата. Во первых, она позволяет создавать высокую локальную концентрацию иммунопрепаратав опухолевом очаге, во вторых, — свести к минимуму побочные эффекты системной иммунотерапии [3, 38]. Очень часто локорегионарная иммунотерапия проводится с использованием комбинации IL-2 и TIL- или LAK. Широкое распространение этот метод получил при лечении метастатического плеврита, мезотелиомы плевры, опухолей головы и шеи, опухолей яичника, головного мозга и метастазов колоректального рака в печень [38].Адъювантная и неоадъювантная иммунотерапия используется в комбинированном лечении операбельных опухолей толстой кишки и почек [32].Исследования, касающиеся выживаемости в группе больных, получавших в предоперационном режиме рекомбинантный IL-2, пока еще не завершены, для анализа полученных данных нужен хотя бы десятилетний срок. Тем не менее, в этой группе больных раньше, чем в контрольной, наступала нормализация иммунологических показателей в послеоперационном периоде. Генная терапия — новое, перспективное направление развития лекарственной терапии опухолей. В мире проведено примерно 400 клинических исследований, в которых приняли участие около 5 тыс. человек. Быстрому развитию этой области медицины способствовали результаты, полученные в ходе выполнения проекта расшифровки человеческого генома .В 80 е годы широкое распространение получила специальная техника, которая позволяла выделить ген человека, ввести его в бактерии и из них получать необходимые вещества. «Днем рождения» генной терапии считается 4 сентября 1990 г.В этот день девочке по имени Аши, родившейся с первичным иммунодефицитом, с помощью вирусов лейкемии мыши в клетки иммунной системы были введены нормальные человеческие гены. Генная терапия является методом направленной регуляции экспрессии (процесс, при котором ген включается на определенное время для синтеза соответствующего белка) отдельных генов с целью лечения или профилактики заболеваний. Генотерапия не относится к методам цитокинотерапии, а скорее является самостоятельным методом лечения, но следует упомянуть, что ген IL-2 был одним из первых кандидатов на введение в опухолевую клетку [26].Как отмечает большинство авторов, для успешного проведения иммунотерапии необходимо максимально уменьшить объем опухолевой массы. Это можно сделать различными способами (рис. 3).К настоящему времени разработано несколько препаратов рекомбинантного IL-2. Некоторые из них получают с использованием E. coli (Пролейкин [Альдеслейкин], Тецелейкин, Биолейкин), другие — с использованием дрожжей Saccharomyces cerevisiae (Ронколейкин , Альбулейкин).Наибольшее распространение получили Пролейкин в США и Европе и Ронколейкин в России. Пролейкин — рекомбинантный человеческий IL-2, отличающийся от природного отсутствием N концевого аланинового остатка и заменой цистеина на серин в 125 м положении. Кроме того, рекомбинантный препарат не гликолизирован. Поданным разработчиков, изменение первичной структуры пептида не влияет на его биологическую активность. В 1,1 мг окисленной формы Пролейкина содержится 18 000 000 МЕ рекомбинантного IL-2.Дрожжевой рекомбинантный IL-2 человека (лекарственная форма — препарат Ронколейкин)получают методами современной биотехнологии из клеток продуцента — рекомбинантного штамма непатогенных пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae, в генетический аппарат которого встроен ген человеческого IL-2. Ронколейкин— полный структурный аналог эндогенногоIL-2. По данным НИИ клинической иммунологии СО РАМН (г. Новосибирск), наиболее оптимальным условием для проявления активности рекомбинантного дрожжевого IL-2 (Ронколейкина) является разведение препарата в забуференном физиологическом растворе с добавлением 0,1 % сывороточного человеческого альбумина. В этом случае происходит десятикратное увеличение активности рекомбинантного IL-2 по отношению к препарату, разведенному в 0,1 % ном растворе додецилсульфата натрия. В 1,0 мг приготовленного таким образом препарата содержится 12 000 000МЕ рекомбинантного IL-2, что следует учитывать при пересчете дозировок в том случае, когда за основу берутся лечебные схемы, разработанные для Пролейкина [11].Опухоли, при лечении которых применяется рекомбинантный интерлейкин 2 Наибольший опыт применения этого препарата накоплен при лечении меланомы и почечноклеточного рака. При диссеминированных формах этих опухолей иммунотерапия и, в частности,IL-2, является методом выбора. Почечно клеточный рак В последние десятилетия отмечается постепенный рост заболеваемости раком почки. Число заболевших в мире ежегодно увеличивается на 2 %.Мужчины болеют в 2–3 раза чаще, чем женщины, и возрастной диапазон при этом заболевании колеблется от 15 до 70 лет, хотя описаны редкие случаи развития рака почки и у детей [23].В настоящее время нефрэктомия остается основным методом лечения больных при отсутствии признаков диссеминации процесса. Для ранних стадий хирургический метод лечения является достаточно надежным с пятилетней выживаемостью, достигающей 80 %. К сожалению,у 33 % больных рак почки впервые диагностируется уже в диссеминированной стадии. Из оставшихся 67 % почти у половины больных развиваются отдаленные метастазы в течение 5 лет после радикального хирургического лечения, что связано, по видимому, с невозможностью раннего выявления отдаленных микрометастазов современными методами. При сравнении продолжительности жизни пациентов, пролеченных в 1975–1980, 1981–1990 и 1991–2000 гг., выживаемость больных, получавших системное лечение в последний временной интервал (1991–2000 гг.), была выше, чем в предыдущие годы. Исследователи связывают это с активным внедрением иммунотерапевтических методов лечения больных почечноклеточным раком [22].К сожалению, еще не сформировалось единое мнение в отношении дозовых режимов и способов введения IL-2 при монотерапии больных почечноклеточным раком.Так, G. Fyfe, S.A. Rosenberg et al. в 1995 г., обобщив собственные результаты лечения больных почечноклеточным раком и результаты, полученные в 21 лечебном учреждении США (в исследование было включено 255 больных почечноклеточным раком), предложили следующую схему введения IL-2: болюсные инфузии в течение 15 мин каждые 8 ч в 1–5 й и 11–15 й дни с повторением цикла через 12 нед. Полные или частичные ремиссии были зарегистрированы у 12 (5 %) и 24 (9 %) пациентов соответственно. Положительные эффекты отмеча
Рис. 3. Общая схема иммунотерапии злокачественных опухолей.
лись со стороны как первичной опухоли, так и пораженных висцеральных органов. Общая эффективность лечения при этом режиме составила 14%, медиана продолжительности ремиссий —30,3 мес., медиана выживаемости для всей группы — 16,3 мес. Однако при использовании высоких доз IL-2 наблюдались признаки токсичности препарата, основными проявлениями которой были лихорадка, гипотония, нарушения сердечного ритма, почечная недостаточность, поражение печени,редко — лейкопения и тромбоцитопения. В итоге у4 % пациентов это привело к летальному исходу.Более чем 50 % требовалось дополнительное лечение, включая реанимационное, по коррекции артериального давления. Однако, учитывая, что 96 %больных были соматически сохранными и составляли группу с относительно благоприятным прогнозом, FDA США разрешила использовать IL-2 в качестве медицинского препарата при метастатическом почечноклеточном раке [24].Позже, в 1997 г., S.A. Rosenberg et al. провели исследование, в котором сравнивались различные дозовые режимы болюсных инфузий IL-2. В первой группе больные (n = 116) получали высокие дозы IL-2 (7,2 ? 105 ME/кг), во второй группе(n = 112) — низкие дозы IL-2 (7,2 ? 104 ME/кг) по схеме, приведенной выше. Положительные эффекты были зарегистрированы в 22 (19 %) и в 11 случаях (10 %), соответственно для первой и второй групп. Статистические отличия этих показателей были невелики (p = 0,059). Также не было выявлено преимуществ высокодозной терапии IL-2 в отношении как продолжительности ремиссий, так и общей выживаемости. Однако при низкодозном режиме токсичность была значительно меньше и, соответственно, этот режим лучше переносился пациентами по сравнению с высокодозным [34].Возможность применения подкожного способа введения IL-2 базируется на его фармакинетических параметрах. При этом методе введения наблюдается удлинение периода полураспада IL-2 до 6–10 ч. Этот метод введения представляется более рациональным, потому что токсические эффекты препарата меньше, и он может быть применен у больных метастатическим раком почки, имеющих различные сопутствующие заболевания.
Результаты использования подкожного введения IL-2, полученные в различных онкологических клиниках, показали, что при таком способе введения IL-2 увеличивается эффективность и уменьшается побочное действие по сравнению с другими способами введения. Кроме того, лечение можно проводить амбулаторно [18].R. Bukowski в 1997 г. проанализировал эффективность монотерапии рекомбинантным IL-2 у больных почечноклеточным раком при разных способах введения препарата. Эффективность составила от 13 до 18,5 %, причем максимальные цифры были достигнуты при подкожном введениипрепарата [17].При разработке схем лечения почечноклеточного рака активно изучалась возможность комбинированного введения цитокинов — IL-2 и IFN?. К сожалению, масштабных рандомизированных исследований, в которых было бы проведено сравнение результатов использования комбинации IL-2 и IFN? с однокомпонентными режимами этих же цитокинов, мало. Так, например, во Франции было проведено исследование в рамках 3 й фазы, по результатам которого был сделан вывод о предпочтительности комбинированной иммунотерапии. Положительный результат при проведении комбинированной иммунотерапии составил 18,6 %. Однокомпонентные режимы оказались равноэффективными. Положительные результаты получены в 7,5 % случаев при лечении IFN? и в 6,5 % при лечении IL-2. Повторное проведение курса монотерапии каким либо из цитокинов, отличным от использованного ранее, оказалось неэффективным [31].В последнее время активно изучается возможность усиления противоопухолевого эффекта при совместном применении цитокинов (IL-2 и IFN?)и химиотерапевтических препаратов, в первую очередь — 5 фторурацила (5 FU), в лечении распространенных форм почечноклеточного рака.Еще в 1992 г. B.R. Murphy показал, что комбинация 5 FU и IFN?2А неэффективна при лечении этой формы рака. Поэтому позже стали интенсивно исследовать следующую комбинацию препаратов: IL-2 + IFN? + 5FU. В 1998 г. исследователииз Германии — H. Kirchner, J. Atzpodien et al. [25]представили результаты лечения больных почечноклеточным раком с помощью иммунохимиотерапии, включающей указанную комбинацию иммуно и химиопрепаратов. Эффективность указанной схемы, по их данным, составила около 30 %.Меланома IL-2 один или в комбинации с химиотерапией, или адоптивной клеточной иммунотерапией, интенсивно исследуется при лечении метастатической меланомы. Эффект от моноиммунотерапии колеблется от 10 до 20 % [33]. Использование IL-2 в комбинации с химиотерапией приводит к клиническим эффектам (13–42 %), не превышающим те, которые получены при монохимиотерапии [24].Современные схемы химиоиммунотерапии, использующие комбинацию химиопрепаратов —дакарбазин, циспластин в сочетании с биологическими препаратами IL-2 и IFN? — позволили добиться увеличения объективных ответов при метастатической меланоме от 33 до 63 % при средней частоте 54 % [27].Наибольшее количество эффектов наблюдалипри комбинации IL-2 с интерфероном и дакарбазином [28]. Промежуточный анализ исследования представили U. Keiholz et al. (1993), в котором пациенты сдиссеминированной меланомой, так же как и в исследовании, проведенном S. Legha et al. [27], получали дакарбазин, цисплатин, интерферон альфа в сочетании с IL-2 или без него. Частота объективных эффектов в обеих группах была одинаковой(22 % с IL-2; 28 % без IL-2; по 3 полных регрессии в каждой из групп), но ниже, чем зарегистрированная в ходе других исследований. Лимфопролиферативные заболевания К настоящему времени накоплен опыт использования рекомбинантного IL-2 в лечении лейкозови В клеточных лимфом. При этих заболеваниях IL-2 используется либо в комбинации с моноклональными противоопухолевыми антителами, либо после высокодозной химиотерапии с последующей трансплантацией костного мозга [4, 35]. Большинство работ в этой области проводится в рамках I–II фазы клинических испытаний, поэтомуговорить об эффективности пока рано. Из других опухолей, при которых интенсивно изучаются возможности иммунотерапии рекомбинантным IL-2, следует отметить мезотелиомуплевры, глиобластомы, рак мочевого пузыря и рак шейки матки. Отечественный препарат Ронколейкин используется по тем же показаниям, что и зарубежные аналоги. При почечноклеточном раке Ронколейкин является элементом комплексного лечения местно распространенных и метастатических форм и используется, как правило, в сочетании сIFN? в дозе 60–80 млн МЕ, химиопрепаратами из группы фторпиримидинов в стандартных дозировках. Дозы Ронколейкина, используемые при этой патологии, составляют 40–60 млн МЕ на курс. При лечении локальных форм почечноклеточного рака Ронколейкин применяют в малых дозах вадъювантном режиме: 3–5 млн МЕ на курс. При меланоме Ронколейкин применяют в сочетании с реафероном, препаратами платины, дакарбазином и блеомицином [8]. При поверхностном раке мочевого пузыря Ронколейкин вводят по1 млн МЕ внутрипузырно, растворяя в 50,0 мл фи зиологического раствора дважды в сутки 4 дня подряд один раз в месяц в течение 5–6 мес. в адъювантном режиме.При первичных опухолях головного мозга (глиомах) лечение проводится в адъювантном режиме в однократной дозе 2 млн МЕ в/в капельно ежедневно до суммарной дозы 10 млн МЕ [13].При опухолевом метастатическом плеврите,обусловленном опухолями легкого, молочной железы, колоректального и почечноклеточного рака Ронколейкин вводится внутриплеврально в дозе 0,5–1 млн МЕ вместе с LAK в количестве50–200 млн. Курс состоит из 5 внутриплевральных инъекций Ронколейкина и 2 — LAK. Всего проводится 4–5 курсов иммунотерапии [3].При остром лейкозе у детей иммунотерапия проводится на фоне курса химиотерапии. Индукционный курс: 3 семидневных цикла: 1–5 й дни —Ронколейкин по 0,5–1,0 мг/м2 в/в капельно, 6–7 йдни — LAK по 100–350 млн клеток в/в. Консолидационный курс — один цикл, идентичный индукционному. Первый курс — через 3 нед. после окончания индукции. Последующие — через интервал,в 2 раза больше предыдущего [5].Несмотря на то что изучение клинического применения рекомбинантного IL-2 при онкологических заболеваниях имеет пятнадцатилетнюю историю, разработку схем применения этого препарата нельзя считать законченной. Как отмечалось выше, в последние годы с развитием молекулярной биологии проясняются механизмы взаимодействия опухолевых и иммунокомпетентных клеток,в связи с чем меняются и сами принципы иммунотерапии опухолей, и IL-2, безусловно, найдет свое место в новых разработках. Анализ литературных данных позволяет заключить, что наиболее перспективными областями применения рекомбинантного IL-2 являются: 1) комбинация IL-2c новыми химиопрепаратами, ретиноидами, блокаторами синтеза ганглиозидов, ангиостатиками, блокаторами P 170, ингибиторами факторовроста и другими цитокинами; 2) регионарное введение препарата; 3) введение препарата в организм человека с учетом его хронобиологическихособенностей [14].
ЛИТЕРАТУРА
1. Балдуева И.А., Моисеенко В.М., Хансон К.П. Система дендритных клеток и её роль в регуляции функциональной активности Т и В лимфоцитов человека // Вопр. онкол. — 1999. — Т. 45, № 5. — С. 473–483.
2. Голвизин М.В. Вмешательство раковых клеток в процессы созревания и селекции Т лимфоцитов как фактор опухолевой прогрессии // Иммунология.— 2001. — № 6. — С. 4–10.
3. Давыдов М.И., Нормантович В.А., Кисилевский М.В. и др. Адоптивная иммунотерапия при опухолевых плевритах // Росс. онкологич. журн. — 2000.— № 6. — С. 5–9.
4. Киселев О.И., Бендзко П.Г., Школьникова Л.Л. и др. Вирусные и опухолевые антигены, их использование в конструировании противораковых вакцин // Мед. акад. журн. — 2002. — Т. 2, № 1. — С. 19–33.
5. Кисилевский М.В., Казанова Г.В., Варфоломеева С.Р. и др. Опыт применения интерлейкина 2 и лимфокинактивированных клетоккиллеров в терапии онкогематологических заболеваний у детей // Иммунология. — 2001.— № 1. — C. 56–59.
7. Копнин Б.П. Мишени действия онкогенов и опухолевых супрессоров: ключк пониманию базовых механизмов канцерогенеза // Биохимия. — 2000.— Т. 65. — С. 5–33.
8. Моисеенко В.М., Орлова Р.В., Семёнова А.И. др. Определение эффективности и токсичности химиоиммунотерапии больных диссеминированной меланомой кожи // В сб.: Матер. ежегодн. Росс. онкологич. конф. — СПб.,1999. — C. 191.
9. Молчанов О.Е., Карелин М.И., Попович А.М. Лечение гормонорезистентного рака предстательной железы комбинацией Беталейкина и доксoрубицина// Сб. науч. трудов по актуальн. вопросам урологии и онкологии. — СПб.,апрель 2001. — C. 256–258.
11. Николаева З.К., Егорова В.Н., Козлов В.К. Ронколейкин ? — рекомбинантный интерлейкин 2 человека: фармакология и биологическая активность:Пособие для врачей. — СПб.: Издво СПб. унта, 2002. — 40 с.
12. Пальцев М.А., Иванов А.А. Межклеточные взаимодействия. — М.: Медицина, 1995. — 224 с.
13. Свадовский А.И., Бутаков А.А., Переседов В.В., Ганнушкина И.В. Динамика параметров иммунного статуса больных с глиомами головного мозга при комбинированной терапии с использованием рекомбинантного дрожжевого интерлейкина 2 // Иммунология. — 1996. — № 5. — C. 57–59.
14. Труфакин В.А., Шурлыгина А.В. Цитокины и биоритмы // Мед. иммунол. —2001. — Т. 3, № 4. — C. 477–486.
15. Atzpodien J., Kirchner H., Bergman L. et al. 13cisretinoic acid, IFNalfa andchemotherapy in advanced renal cell carcinoma: results of a prospectively randomized trials of the German Cooperative Renal Carcinoma ImmunotherapyGroup // Proc. Am. Soc. Clin. Oncol. — 1999. — Vol. 18. — P. 1727–1735.
16. Browder D.E. Antiangiogenic scheduling of chemotherapy improves efficacyagainst experimental drugresistant cancer // Cancer Res. — 2000. —Vol. 60.— P. 1878–1886.
17. Bukowski R. Natural history and metastatic RC // Cancer. — 1997. — Vol. 80.— P. 1198–1220.
18. Buter J., Sleijfer D.T., van der Graaf W.T.A. et al. A progress repot on outpatient treatment of patients with advanced renal cell carcinoma using subcutaneous recombinant interleukin2 // Semin. Oncol. — 1993. — Vol. 20. —P. 16–21.
19. Chen P.W., Wang M., Bronte V. et al. Therapeutic antitumor response afterimmunization with a recombinant adenovirus encoding a model tumor associated antigen // J. Immunol. — 1996. — Vol. 156. — P. 238–245.
20. Christopher S.N., Novick A.C., Tannenbaum C.S. et al. Mechanisms of immuneevasion by renal cell carcinoma: tumorinduced Tlymphocyte apoptosis andNF?B supression // Urology. — 2002. — Vol. 59. — P. 9–14.
21. Ehrke M.J., Mihich D., Berd D. et al. Effects of anticancer drugs on the immunesystem in humans // Semin. Oncol. — 1989. — Vol. 16. — P. 230–253.
22. Elson P.J., Witte R.S., Trump D.L. Prognostic factors for survival in patientswith reccurent or metastatic renal cell carcinoma // Cancer Res. —1998. —Vol. 48. — P. 7310–7313.
23. Favrot M., Bouffet E., Nagrier S. et al. Adoptive immunotherapy with interleukin2 in oncology // Bull. Cancer. — 1990. — Vol. 77. — P. 925–931.
24. Flaherty L., Robinson W., Redman B. et al. A phase II study of dacarbazine andcisplatin in combination with outpatient administered interleukin2 in metastatic melanoma // Cancer. — 1993. — Vol. 71. — P. 3520–3525.
25. Kirchner H., Buer J., Atzpodien J. et al. Risk and longterm outcome in metastatic renal cell carcinoma patients receiving subcutaneous interleukin2, interferonalfa2A and iv 5fluorouracIL- // Proc. ASCO. — Vol. 17. — P. 1195.
26. Kossman S.E., Scheinberg D.A., Jurcic J.G. et al. A phase I trial of humanizedantibody HuM195 (antiCD33) with lowdose interleukin2 in acute myelogenous leukemia // Clin. Cancer Res. — 1999. — Vol. 5, № 27. — P. 48–55.
27. Legha S., Ring S., Plager C. et al. Biochemotherapy using interleukin2 + interferon alfa 2a in combination with cisplatin, vinblastine, and DTIC in advanced melanoma // Proc. ASCO. — 1991. — Vol. 10. — P. 293.
28. Legha S. et al. A phase II study of biochemotherapy using interleukin2 (IL-2)+ interferon alfa2a (IFN) in combination with cisplatin (C) vinblastine (V)and DTIC (D) in patients with metastatic melanoma // J. Clin. Oncol. — 1998.— Vol. 16. — P. 1752–1759.
29. Liu X. Treatment of 121 patients with malignant effusion due to advanced lungcancer by intrapleural transfer of autologous or allogenic LAK cells combinedwith rIL-2 // J. Chin. Med. Sci. — 1993. — Vol. 8. — P. 186–189.
30. Mihich E., Ehrke M.J. Immunomodulation by anticancer drugs // In: Biologictherapy of cancer / DeVita V.T., Hellman S., Rosenburg S.A., editors. — Philadelphia: J.B. Lippincott, 1991. — P. 776–786.
31. Negrier S., Escuide B., DouIL-lard J.Y. et al. Randomized study of interleukin2and interferon with or without 5FU (FUCY study) in metastatic renal cell carcinoma // Proc. ASCO. — 1997. — Vol. 16. — P. 1161.
32. Nichols P.H., Ramsden C.W., Ward U. et al. Preoperative immunotherapy withrecombinant interleukin2 in patients undergoing surgery for colorectal cancer // Cancer Res. — 1992. — Vol. 52. — P. 5765–5769.
33. Rosenberg S., Yang J., Topalian S. et al. Treatment of 283 consecutive patientswith metastatic melanoma or renal cell cancer using highdose bolus interleukin2 // JAMA. — 1994. — Vol. 271. — P. 907–912.
34. Rosenberg S.A., Yang J.C., Schwartzentruber D.J. et al. Impact of cytokine administration on the generation of antitumor reactinity in patients with metastatic melanoma receiving a peptide vaccine // J. Immunol. — 1999. —Vol. 163, № 3. — P. 1690–1695.
35. Rosenberg S.A. Progress in human immunology and immunotherapy // Nature. — 2001. — Vol. 411. — P. 380–384.
36. Schwartz M.A., Baron V. Interactions between mitogenic stimuli, or a thousand and one connections // Curr. Opin. Cell Biol. — 1999. — Vol. 11. —P. 197–202.
37. Tagliaferri P., BarIL-e C., Caraglia M. et. al. DaIL-y lowdose subcutaneous recombinant interleukin2 by alternate weekly administration // Am. J. Clin. Oncol.— 1998. — Vol. 21, № 1. — P. 48–53.
38. Van Herpen C.M.L., de Mulder P.H.M. Locoregionar immunotherapy in cancerpatients: review of clinical studies // Ann. Oncology. — 2000. — Vol. 11. —P. 1229–1239.
39. Yang J.C., Rosenberg S.A. An ongoing prospective randomized comparison ofIL-2 regimens for the treatment of metastatic renal cell cancer // Cancer J.Sci. Am. — 1997. — Vol. 3. — P. 79–84. Current trends of recombinant interleukin 2 application in oncology
O. Molchanov, M. Karelin, G. ZharinovCentral Research Institute of Roentgenology and Radiation Therapy, St. Petersburg, Russia.
Interleukin 2 (IL-2) has a number of features which make it a valuable antineoplastic agent. At present,only few recombinant products of rIL-2 produced by E. coli (Proleukin, Teceleukin, Bioleukin) or Sac,charomyces cerevisiae yeast (Roncoleukin®, Albuleukin) exist. There are various methods of application of recombinant IL-2 (rIL-2), with immunochemotherapy and rIL-2 combined with vaccines beingthe most advanced among them. We have aquired the greatest experience in therapeutic use of rIL-2for treatment of renal cell carcinoma and melanoma. Schemes of treatment of colorectal cancer, vesical cancer and cervical cancer are currently being developed as well. The most promising directions offurther development of therapeutic regimens of rIL-2 application are thought to include a search fornew drugs capable of potentiating IL-2 effects and the application of IL-2 according to patients’ biological rythms.Key words: immunotherapy, interleukin 2, oncoimmunology.